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基于DSP的回声抵消器设计和实现

作　者: 胡秀芳
导　师: 郑泰胜
学　校: 广东工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 回声抵消器 自适应滤波器 BEPNLMS算法 DSP 会议电视终端
分类号: TN912.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要


同时使用麦克风和扬声器的通信场合，例如会议电视、免提电话等系统终端，回声抵消器是一个必不可少的设备。它有两个主要功能，一是消除因本地扬声器和麦克风之间因声耦合而产生的声回声；二是保证系统的稳定性，以免在声反馈严重时引起啸叫。 回声抵消器的基本原理是用一个自适应滤波器来辨识并模拟回声路径以实现回声对消。由于通信系统及语音信号本身的不固定性，加上许多场合对自适应滤波器的特殊考虑，对所采用自适应算法的性能要求很高，例如快速收敛、顽健性强和运算简单等，而近年来数字信号处理器的快速发展，也使自适应滤波器实时、经济地实现成为可能。本文基于回声路径冲击响应的稀疏性和精确块更新技术，提出了一种新的自适应方案Block-Exact-Proportionate-NLMS(BEPNLMS)算法，并以TMS320C54X定点芯片为例，结合会议电视终端的设计，在定点DSP上实现了该回声抵消算法。最后对算法的主要性能作了分析和研究，论证了本设计方案的可行性和实用性。 本文内容安排如下： 第一章介绍了声回声抵消技术的概况以及本课题的研究内容；第二章讨论了回声抵消器中常用的自适应技术，对现有主要算法的优缺点进行了分析和评价；在上一章的基础上，第三章结合回声抵消器的特点，基于回声路径冲击响应稀疏性和精确块技术，提出了一种新的BEPNLMS自适应算法；第四章仿真实现了一种基于DSP的回声抵消器；第五章对新算法的收敛性和计算复杂度等主要性能作了可行性论证。

全文目录


中文摘要  2-11
第一章 绪论  11-17
  1．1 声回声抵消概述  11-13
  1．2 回声抵消技术现状  13-14
  1．3 声回声抵消研究的意义  14-15
  1．4 基于DSP实现回声抵消器的优点  15-16
  1．5 本课题的主要研究内容  16-17
第二章 回声抵消器中的自适应技术  17-24
  2．1 回声抵消的基本原理  17-18
  2．2 回声抵消算法的主要解决方案  18-23
    2．2．1 基于LMS算法及其变体算法的回声抵消方案  18-20
    2．2．2 RLS算法  20-21
    2．2．3 快速横向滤波FTF算法  21-22
    2．2．4 基于小波包子带分解算法的回声抵消方案  22
    2．2．5 块自适应算法  22-23
  2．3 本设计采用的自适应方案  23
  2．4 本章小结  23-24
第三章 BEPNLMS回声抵消算法研究  24-35
  3．1 算法说明  24-27
    3．1．1 PNLMS（Proportionate NLMS）算法  24-26
    3．1．2 精确块更新算法（Block-Exact Algorithm）  26-27
    3．1．3 基于BEPNLMS算法的回声抵消方案  27
  3．2 ITU-T的G．167标准对AEC设计的相关要求  27-29
    3．2．1 接口  28-29
    3．2．2 处理单元  29
    3．2．3 电声转换器和相关辅助电路  29
  3．3 基于BEPNLMS回声抵消方案的结构规划  29-34
    3．3．1 功能方框图  29-30
    3．3．2 软件规划  30-34
  3．4 本章小结  34-35
第四章 基于DSP的回声抵消器软硬件实现  35-56
  4．1 基于DSP的回声抵消器设计准则  35
  4．2 DSP系统的设计流程  35-36
  4．3 硬件设计说明  36-42
    4．3．1 芯片说明  37-39
    4．3．2 硬件主要部分的电路设计  39-42
  4．4 软件设计说明  42-51
    4．4．1 主程序设计  42-43
    4．4．2 系统初始化  43-44
    4．4．3 多路缓冲串行口设置  44-45
    4．4．4 自适应算法的实现  45-48
    4．4．5 近端语音检测功能的实现  48-50
    4．4．6 源程序清单及软件编译联接说明  50-51
  4．5 系统调试  51-55
    4．5．1 TI的仿真器XDS510和JTAG接口介绍  51-52
    4．5．2 CCS集成开发环境介绍  52-54
    4．5．3 调试  54-55
  4．6 本章小结  55-56
第五章 结果分析与评估  56-63
  5．1 实验环境  56
  5．2 算法主要性能分析  56-60
    5．2．1 算法验证说明  56-57
    5．2．2 收敛性能信号分析  57-59
    5．2．3 计算复杂度分析  59-60
  5．3 测试结果  60-62
  5．4 本章小结  62-63
结论  63-64
参考文献  64-67
攻读学位期间发表的论文  67-68
致谢  68-69
附录1  69-70
附录2  70-71
附录3  71

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 电声技术和语音信号处理 > 电声技术与设备
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